Lazer, stimullaşdırılmış şüalanma gücləndirməsi və zəruri geribildirim vasitəsilə kollimasiya olunmuş, monoxromatik, koherent işıq şüalarının yaradılması prosesi və alətinə aiddir. Əsasən, lazer generasiyası üçün üç element tələb olunur: "rezonator", "gücləndirici mühit" və "nasos mənbəyi".
A. Prinsip
Bir atomun hərəkət vəziyyəti müxtəlif enerji səviyyələrinə bölünə bilər və atom yüksək enerji səviyyəsindən aşağı enerji səviyyəsinə keçdikdə, müvafiq enerjiyə malik fotonları (sözdə spontan şüalanma) buraxır. Eynilə, bir foton enerji səviyyəsi sisteminə düşəndə və onun tərəfindən udulduqda, atomun aşağı enerji səviyyəsindən yüksək enerji səviyyəsinə (sözdə həyəcanlanmış udma) keçməsinə səbəb olacaq; Daha sonra, daha yüksək enerji səviyyələrinə keçən bəzi atomlar daha aşağı enerji səviyyələrinə keçəcək və fotonlar (sözdə stimullaşdırılmış şüalanma) yayacaq. Bu hərəkətlər təcrid olunmuş şəkildə deyil, çox vaxt paralel olaraq baş verir. Müvafiq mühit, rezonator, kifayət qədər xarici elektrik sahəsi istifadə etmək kimi bir şərait yaratdıqda, stimullaşdırılmış şüalanma gücləndirilir ki, stimullaşdırılmış udmadan daha çox foton yayılsın, ümumiyyətlə lazer işığı yaransın.
B. Təsnifat
Lazeri istehsal edən mühitə görə, lazer maye lazer, qaz lazeri və bərk lazerə bölünə bilər. Hal-hazırda ən çox yayılmış yarımkeçirici lazer bərk hal lazerinin bir növüdür.
C. Tərkibi
Əksər lazerlər üç hissədən ibarətdir: həyəcanlandırma sistemi, lazer materialı və optik rezonator. Həyəcanlandırma sistemləri işıq, elektrik və ya kimyəvi enerji istehsal edən cihazlardır. Hazırda istifadə olunan əsas stimullaşdırıcı vasitələr işıq, elektrik və ya kimyəvi reaksiyadır. Lazer maddələri yaqut, berilyum şüşəsi, neon qazı, yarımkeçiricilər, üzvi boyalar və s. kimi lazer işığı istehsal edə bilən maddələrdir. Optik rezonans nəzarətinin rolu çıxış lazerinin parlaqlığını artırmaq, lazerin dalğa uzunluğunu və istiqamətini tənzimləmək və seçməkdir.
D. Tətbiq
Lazer geniş istifadə olunur, əsasən lif rabitəsi, lazer məsafəsi, lazer kəsmə, lazer silahları, lazer diski və s.
E. Tarix
1958-ci ildə Amerikalı alimlər Xiaoluo və Touns sehrli bir fenomen kəşf etdilər: daxili lampanın yaydığı işığı nadir torpaq kristalına qoyduqda, kristalın molekulları parlaq, həmişə birlikdə güclü işıq yayacaqlar. Bu fenomenə görə, onlar "lazer prinsipi"ni təklif etdilər, yəni maddə molekullarının təbii rəqs tezliyi ilə eyni enerji ilə həyəcanlandıqda, o, ayrılmayan bu güclü işıq - lazer istehsal edəcək. Onlar bunun üçün vacib sənədlər tapdılar.
Sciolo və Townes-in tədqiqat nəticələrinin dərc olunmasından sonra müxtəlif ölkələrdən olan alimlər müxtəlif təcrübi sxemlər təklif etdilər, lakin onlar uğurlu alınmadı. 15 may 1960-cı ildə Kaliforniyadakı Hughes Laboratoriyasının alimi Mayman, insanlar tərəfindən əldə edilən ilk lazer olan 0,6943 mikron dalğa uzunluğunda lazer əldə etdiyini elan etdi və beləliklə, Mayman dünyada lazerləri praktik sahəyə tətbiq edən ilk alim oldu.
7 iyul 1960-cı ildə Mayman dünyanın ilk lazerinin yarandığını elan etdi. Maymanın sxemi, yaqut kristalında xrom atomlarını stimullaşdırmaq üçün yüksək intensivlikli flaş borusu istifadə etmək və beləliklə, çox konsentratlı nazik qırmızı işıq sütunu yaratmaqdır. Müəyyən bir nöqtədə işə salındıqda, günəşin səthindən daha yüksək bir temperatura çata bilər.
Sovet alimi H.Q.Basov yarımkeçirici lazeri 1960-cı ildə icad etmişdir. Yarımkeçirici lazerin quruluşu adətən ikiqat heterokeçid əmələ gətirən P təbəqəsindən, N təbəqəsindən və aktiv təbəqədən ibarətdir. Onun xüsusiyyətləri aşağıdakılardır: kiçik ölçü, yüksək birləşmə səmərəliliyi, sürətli cavab sürəti, dalğa uzunluğu və optik lif ölçüsünə uyğun ölçü, birbaşa modulyasiya edilə bilər, yaxşı koherentlik.
Altı, lazerin əsas tətbiq istiqamətlərindən bəziləri
F. Lazer rabitəsi
Məlumat ötürmək üçün işıqdan istifadə bu gün çox yaygındır. Məsələn, gəmilər ünsiyyət qurmaq üçün işıqlardan, svetoforlar isə qırmızı, sarı və yaşıl rənglərdən istifadə edir. Lakin adi işıqdan istifadə edərək məlumat ötürməyin bütün bu yolları yalnız qısa məsafələrlə məhdudlaşdırıla bilər. Məlumatı işıq vasitəsilə birbaşa uzaq yerlərə ötürmək istəyirsinizsə, adi işıqdan istifadə edə bilməzsiniz, yalnız lazerlərdən istifadə edə bilərsiniz.
Bəs lazeri necə çatdırırsınız? Bilirik ki, elektrik enerjisi mis naqillər vasitəsilə ötürülə bilər, lakin işığı adi metal naqillər vasitəsilə keçirmək mümkün deyil. Bu məqsədlə alimlər işığı ötürə bilən optik lif adlanan və lif adlanan bir filament hazırlayıblar. Optik lif xüsusi şüşə materiallardan hazırlanır, diametri insan saçından daha nazik, adətən 50-150 mikrondur və çox yumşaqdır.
Əslində, lifin daxili nüvəsi yüksək refraktiv əmsallı şəffaf optik şüşədən ibarətdir və xarici örtük aşağı refraktiv əmsallı şüşədən və ya plastikdən hazırlanır. Belə bir quruluş, bir tərəfdən, su borusunda irəli axan su kimi, minlərlə döngə və dönüşün təsiri olmasa belə, işığın daxili nüvə boyunca sınmasına, naqildə irəli ötürülməsinə səbəb ola bilər. Digər tərəfdən, aşağı refraktiv əmsallı örtük, su borusunun sızmaması və naqilin izolyasiya təbəqəsinin elektrik keçirməməsi kimi, işığın sızmasının qarşısını ala bilər.
Optik lifin görünüşü işığın ötürülməsinin yolunu həll edir, lakin bu, onunla istənilən işığın çox uzaq məsafələrə ötürülə biləcəyi anlamına gəlmir. Yalnız yüksək parlaqlıq, təmiz rəng, yaxşı istiqamətli lazer məlumat ötürmək üçün ən ideal işıq mənbəyidir, lifin bir ucundan daxil olur, demək olar ki, heç bir itki və çıxış yoxdur. Buna görə də, optik rabitə əsasən lazer rabitəsidir və böyük tutum, yüksək keyfiyyət, geniş material mənbəyi, güclü məxfilik, davamlılıq və s. kimi üstünlüklərə malikdir və alimlər tərəfindən rabitə sahəsində inqilab kimi qəbul edilir və texnoloji inqilabın ən parlaq nailiyyətlərindən biridir.
Yazı vaxtı: 29 iyun 2023